تحليل DNA جديد يبين البشر القدماء تعايشوا مع Denisovans
طريقة جديدة عالية تغطية DNA التسلسل يعيد الجينوم الكامل للDenisovans - أقارب لكلا النيندرتاليين والبشر - من شظايا وراثية في العظام إصبع واحد
الصورة مجاملة من معهد ماكس بلانك لعلم الإنسان التطوري
المزيد عن هذا الموضوع
عشرات الآلاف من السنين قبل الإنسان الحديث عبر مسارات مع مجموعة من hominins المعروفة باسم النيندرتاليين.يعتقد الباحثون الآن التقيا أيضا تدعى آخر، مجموعة أقل شهرة من Denisovans. التتبع الوحيد الذي وجدناه، ومع ذلك، هو عظم إصبع واحد واثنين من أسنانه، ولكن كانت تلك الشظايا كافية لالخصلات مهد Denisovan DNA عبر آلاف السنين داخل كهف في سيبيريا. الآن وقد قام فريق من العلماء قادرين على إعادة بناء الجينوم بكامله من هذه الشظايا الضئيلة.ويضيف التحليل التقلبات جديدة لمفاهيم حول التاريخ البشري القديم السائدة.
"Denisova هو مفاجأة كبيرة"، كما يقول جون هوكس ، والأنثروبولوجيا البيولوجية في جامعة ويسكونسن ماديسون الذي لم يشارك في البحث الجديد. من تلقاء نفسها، لكان قد تم افترض عظم الإصبع بسيط في كهف في الانتماء إلى أشباه البشر البشري، نيانديرتال أو غيرها. ولكن عندما الباحثينالتسلسل أول قسم صغير من الحمض النووي في عام 2010قسم -A التي تغطي نحو 1.9 في المئة من الجينوم أنهم كانوا قادرين على معرفة أن العينة كانت أي منهما. وقال سفانتي بابو، وهو باحث في معهد ماكس بلانك (MPI) للعلم الإنسان التطوري في ألمانيا "، وهذه هي المرة الأولى التي اكتشف مجموعة جديدة من البشر متميز" عبر التحليل الجيني بدلا من وصف تشريحي في مؤتمر عبر الهاتف مع الصحفيين .
الآن بابو وزملاؤه وقد ابتكر طريقة جديدة لتحليل الجيني التي سمحت لهم لإعادة بناء جينوم Denisovan كامل مع كل ما يقرب من الجينوم التسلسل يقرب من 30 مرات خلال أقرب إلى ما يمكننا القيام به للإنسان الحديث. وفي هذا الجينوم، وقد وجد الباحثون أدلة ليس فقط في هذه المجموعة من hominins غامضة، ولكن أيضا ماضينا التطوري الخاص. تظهر Denisovans قد أكثر ارتباطا النيندرتاليين منها على الإنسان، ولكن تشير الأدلة أيضا أن Denisovans والبشر تهاجن. ويشير التحليل الجديد أيضا طرق جديدة أن البشر في وقت مبكر ربما يكون قد انتشر في جميع أنحاء العالم. ونشرت هذه النتائج عبر الإنترنت 30 أغسطس في العلوم .
الذين كانوا Denisovans؟
وللأسف، فإن الجينوم Denisovan لا توفر العديد من أدلة حول ما بدا هذا أشباه البشر مثل من عظم الخنصر لا. سوف خلص الباحثون فقط أن Denisovans المرجح كان البشرة الداكنة. وأشاروا أيضا إلى أن هناك الأليلات "يتفق" مع تلك المعروفة في الدعوة إلى الشعر البني والبني العينين. عدا ذلك، فإنها لا يمكن أن أقول.
وللأسف، فإن الجينوم Denisovan لا توفر العديد من أدلة حول ما بدا هذا أشباه البشر مثل من عظم الخنصر لا. سوف خلص الباحثون فقط أن Denisovans المرجح كان البشرة الداكنة. وأشاروا أيضا إلى أن هناك الأليلات "يتفق" مع تلك المعروفة في الدعوة إلى الشعر البني والبني العينين. عدا ذلك، فإنها لا يمكن أن أقول.
ومع ذلك، فإن التحليل الجيني الجديد لا تدعم الفرضية القائلة بأن النيندرتاليين وDenisovans كانت مرتبطة بشكل وثيق مع بعضها البعض مما كان إما للإنسان الحديث. ويشير التحليل إلى خط البشري الحديث تباينت من ما يمكن أن تصبح خط Denisovan قبل، ولكن طالما 700،000 سنوات ربما مؤخرا في 170،000 سنة مضت.
كما تعايشوا Denisovans مع الإنسان الحديث القديم، وفقا لبابو وفريقه. على الرغم من انه تم العثور على عينة الأحفوري الوحيدة في جبال سيبيريا، والبشر المعاصرين من ميلانيزيا (وهي منطقة في جنوب المحيط الهادئ) ويبدو أن الأكثر احتمالا لإيواء Denisovan DNA. ويقدر الباحثون أن نحو 6 في المئة من الجينوم سكان بابوا المعاصرة "تأتي من Denisovans. يكون سكان استراليا الأصليين وأولئك من الجزر في جنوب شرق آسيا أيضا آثار Denisovan DNA.هذا يشير إلى أن المجموعتين قد عبروا مسارات في آسيا الوسطى وثم استمر الإنسان الحديث على لاستعمار الجزر من أوقيانوسيا.
بعد المعاصر سكان قارة آسيا لا يبدو أن تمتلك آثار Denisovian في الحمض النووي، وهذه حقيقة "غريبة جدا"، وتقول هوكس. "نحن نبحث في سيناريو السكان مثيرة جدا للاهتمام" -one لا انحرف تماما مع ما كنا نظن أننا نعرفه عن كيف هاجرت موجات البشر الحديث إلى وعبر آسيا والخروج إلى جزر أوقيانوسيا. هذا الدليل الجيني الجديد قد يشير إلى أنه ربما موجة الأولى من البشر انتقلت عبر آسيا، ويخلط مع Denisovans ومن ثم نقلهم إلى استبداله في آسيا من خلال موجات لاحقة من المهاجرين البشري من أفريقيا إلى الجزر. "انها ليست واضحة تماما أن هذا يعمل بشكل جيد حقا مع ما نعرفه عن تنوع الآسيويين والاستراليين،" صقور يقول. ولكن المزيد من التحليل الجيني ودراسة شأنه أن يساعد في توضيح هذه الهجرات المبكرة.
كما هو الحال مع الحديثة الانسان العاقل، الجينوم من فرد واحد لا يمكن أن يقول لنا بالضبط ما الجينات والصفات هي محددة لجميع Denisovans. ومع ذلك، ويمكن أن الجينوم واحد فقط تكشف عن التنوع الجيني للشعب بأكمله. وقال ديفيد الرايخ، وهو باحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، جامعة هارفارد معهد برود جامعة والمؤلف المشارك على ورقة كل من الجينوم لدينا يحتوي على معلومات حول الأجيال أبعد من تلك التي لدينا الآباء والأجداد. يمكن للعلماء مقارنة ومجموعة من الجينات على كل انخفاضا من كل كروموسوم-مرت الأم واستقراء هذه العملية مرة أخرى من خلال الأجيال. "أنت تحتوي على العديد من الأسلاف في داخلك" قال الرايخ، والاقتراض من والت ويتمان.
ويكشف البحث الجديد أن Denisovans كان أدنى الجيني التنوع-فقط 26-33 في المئة من التنوع الجيني للسكان الأوروبي أو الآسيوي المعاصر. وللDenisovans، يبدو السكان على العموم انها كانت صغيرة جدا لمئات الآلاف من السنين، مع التنوع الوراثي القليل نسبيا طوال تاريخهم.
الغريب، لاحظ الباحثون في ورقتهم، ويظهر السكان Denisovan "انخفاض حاد في حجم في الوقت الذي بدأ السكان البشري الحديث في التوسع."
لماذا كان الإنسان الحديث ناجحة جدا في حين Denisovans (والنيندرتاليين) انقرضت؟ بابو وشريكه في الكتاب لا يمكن أن تقاوم تبحث في العوامل الوراثية التي قد تكون في العمل. بعض الاختلافات الرئيسية، وأشاروا، مركز حول نمو الدماغ واتصال متشابك. "، فمن المنطقي أن ما دفعها هو الربط في الدماغ" وأشار بابو. ، قد قال كان النيندرتاليين وهي نسبة مماثلة الدماغ الحجم إلى الجسم كما نفعل، وذلك بدلا من القدرة في الجمجمة تم الكامنة وراء الاختلافات العصبية التي يمكن أن تفسر لماذا نحن ازدهرت في حين أنهم ماتوا خارجا هو.
الصقور عدادات أنه قد يكون من المبكر قليلا لبدء رسم استنتاجات حول تطور الدماغ البشري من المقارنات الوراثية مع أقارب القديمة. فك رموز الخريطة الوراثية من الدماغ والإدراك من الجينوم لا يزال بعيد المنال، وقال انه تلاحظ-كشف لون البشرة لا يزال من الصعب بما فيه الكفاية نظرا تقنياتنا الحالية والمعرفة.
تسلسل جديد للDNA القديمة
النتائج وDenisovan تعتمد على طريقة جديدة لتحليل الجيني التي وضعتها ورقة المؤلف المشارك ماتياس ماير، وهو أيضا من MPI الإجراء يسمح للباحثين لتسلسل الجينوم الكامل باستخدام خيوط واحدة من المادة الوراثية بدلا من نموذجية مزدوجة خيوط المطلوبة. هذه التقنية، التي يتم فيها استدعاء إعداد مكتبة واحد الذين تقطعت بهم السبل، ينطوي على تجريد المادة الوراثية وصولا الى خيوط فردية لنسخ والابتعاد خطوة التنقية، والتي يمكن أن تفقد المادة الوراثية الثمينة.
النتائج وDenisovan تعتمد على طريقة جديدة لتحليل الجيني التي وضعتها ورقة المؤلف المشارك ماتياس ماير، وهو أيضا من MPI الإجراء يسمح للباحثين لتسلسل الجينوم الكامل باستخدام خيوط واحدة من المادة الوراثية بدلا من نموذجية مزدوجة خيوط المطلوبة. هذه التقنية، التي يتم فيها استدعاء إعداد مكتبة واحد الذين تقطعت بهم السبل، ينطوي على تجريد المادة الوراثية وصولا الى خيوط فردية لنسخ والابتعاد خطوة التنقية، والتي يمكن أن تفقد المادة الوراثية الثمينة.
عظم-مجرد إصبع واحد السلامية-هو disklike صغيرة بحيث أنها لا تحتوي على ما يكفي من الكربون يمكن استخدامها ليرجع تاريخها، ويشير الباحثون. ولكن عن طريق حساب عدد من الطفرات الجينية في الجينوم ومقارنتها مع الأقارب الحية الأخرى، مثل الإنسان الحديث والشمبانزي، نظرا يفترض معدلات الطفرات منذ كسر مع آخر سلف مشترك، "لأول مرة يمكنك محاولة لتقدير هذه وقال ماير رقم في تاريخ وتوفير يرجع تاريخها الجزيئي للالأحفوري ". مع القرار الجديد، ويقدر الباحثون عمر العظام إلى 74،000 إلى 82،000 قبل سنوات. ولكن هذا هو نافذة واسعة، والتقديرات الأثرية السابقة لعظم أصغر سنا بعض الشيء، وتتراوح ما بين 30،000 إلى 50،000 سنة. هذه التقديرات الوراثية هي أيضا لا تزال في طي النسيان بسبب الجدل الدائر حول متوسط معدل الطفرات الوراثية على مر الزمن، والتي يمكن أن تحرف العمر."ومع ذلك،" لاحظ الباحثون في ورقتهم، "أن النتائج تشير إلى أنه في المستقبل سيكون من الممكن لتحديد مواعيد للحفريات على أساس تسلسل الجينوم".
ويمكن استخدام هذا النهج تسلسل جديد للأي DNA التي هي مجزأة جدا أن تقرأ جيدا من خلال الأساليب الأكثر تقليدية.وأشار ماير أنه يمكن أن تأتي في متناول اليدين لتحليل كل من الحمض النووي القديم وأدلة الطب الشرعي المعاصر، والتي غالبا ما يحتوي أيضا على شظايا الوحيدة للمادة الوراثية.
الصقور هو متحمس حول تكنولوجيا التسلسل جديدة. ومن المفيد أيضا أن يكون لها التكنولوجيا وضعت خصيصا للحقل التطوري، وقال انه يلاحظ. وقال "نحن دائما باستخدام تقنيات جديدة من غيرها من المجالات، وهذا هو حال تم تطوير التقنية الجديدة فقط لهذا."
الصقور نفسه قد سمع من الباحثين التي عملت مع عينات Denisovan أن "الخنصر Denisovan غير عادي فقط" من حيث كمية DNA في الحفاظ على ذلك. يتوقع أن تحتوي على أقل من 5 في المئة من الحمض النووي الذاتية للفرد معظم شظايا العظام، ولكن هذا الاصبع محاسن ومثيرة للدهشة 70 في المئة، لاحظ الباحثون في الدراسة. ونجحت جهود الحفاظ على العديد من شظايا النياندرتالي في دول مختلفة إلى حد كبير، العديد من هي أسوأ حالا بكثير من هذا الإصبع العظام Denisovan.
ويمكن للنهج التسلسل الجديد أيضا تحسين فهمنا لعينات معروفة والمشهد التطوري ككل. "انها تسير لزيادة الغلة من حفريات أخرى،" ويلاحظ هوكس. العديد من العينات النياندرتالي، على سبيل المثال، ليس لها سوى جزء صغير من الجينوم على التسلسل. "اذا تمكنا من الذهاب من 2 في المئة الى الجينوم كله، أن يفتح أكثر من ذلك كثيرا" صقور يقول. "وسوف يذهب إلى أبعد من ذلك في الوقت تكون مثيرة"، كما تلاحظ، وهذه التقنية الجديدة يجب أن تسمح لنا أن نفعل ذلك. وقال "هناك سباق كبير على-مثيرة."
وDenisovans قد يكون أول إنسان القديم غير نيانديرتال لتكون متسلسلة، لكنها على الأرجح لن تكون الأخيرة. الباحثون وراء هذه الدراسة الجديدة هي بالفعل في العمل باستخدام تقنية التسلسل منفردة الجديلة جديدة لإعادة فحص العينات القديمة.(ماير وقال أنهم كانوا يعملون على إعادة تقييم عينات قديمة لكنها لن تحدد أي عينات كانوا يدرسون في تصريح ل "الهوبيت" غامض إنسان فلوريس سيكون مرشحا يستحق.) بابو يشير آسيا كموقع واعد بشكل خاص للبحث عن البعض Denisovan مثل المجموعات. "سأكون مندهشا إذا لم تكن هناك مجموعات أخرى يمكن العثور عليها هناك في المستقبل".
أخذ هذه التقنية لعينات من أفريقيا هو أيضا من المرجح أن تسفر عن بعض النتائج المثيرة، ويقول هوكس. أفريقيا، مع التاريخ التطوري البشري الغني، يحمل أكبر تنوع الجيني. جينومات الأقزام والصيد والقطف القبائل المعاصرة في أفريقيا، على سبيل المثال، لديها ما يقرب من العديد من الخلافات كما تفعل تلك الإنسان الحديث الأوروبي والنيندرتاليين. حتى "أية عينة القديمة التي نجدها في أفريقيا قد تكون مختلفة اعتبارا من لنا والنيندرتاليين،" صقور يقول. "أي شيء نجد من المكان الصحيح قد يكون Denisovan آخر."
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق